超聲波清洗通常是指零件的清洗,事實上,工業(yè)設備也需要清洗,最好是在線清洗。因此,產生了一種新的超聲波技術——超聲波防垢。或者,超聲波防垢是超聲波清洗的一種特殊應用。
超聲波輻射在液體中有三個方面,具有防垢能力。
1.隨著介質的變化,超聲波的傳播速度較差,從而在界面上形成剪切應力,減弱分子與管壁之間的結合力,防止水垢晶體附著在管壁上。
2.超聲波在流體介質中的空化所產生的強壓峰可加速Ca2+和Mg2+的沉淀,并可將沉淀的碳酸鹽垢和顆粒雜質壓碎成小顆粒并懸浮在介質中。
3.超聲波在流體中空化造成的高溫高壓特殊物理環(huán)境會加速化學反應,改變結垢條件。
超聲防垢和超聲清洗一樣,其效率的主動力來自于聲空化瞬態(tài)空化泡沫釋放的巨大能量,引起聲化反應。在氣泡湮滅的瞬間,小氣泡產生約4000k和100MPa的局部高溫高壓環(huán)境,使氣泡周圍的介質受到高壓射流的影響。
在強超聲波作用下,每個空化氣泡都是一個熱點,其使用壽命約為0.1ms。爆破時能產生非凡的能量效應,在液固交界面產生速度約為110m/s的微射流。微射流會在界面之間形成劇烈的機械攪拌效應,突破層流邊界層的限制,從而加強界面之間的化學反應過程、質量和熱傳遞過程。
超聲波不僅可以防止結垢,還可以防止結垢。關鍵是控制超聲波的能量、頻率和工作時間。無論超聲波是防止結垢物質的沉積,還是去除沉積的結垢物質,都有助于加強生產裝置的傳熱,原因如下:
1)使污垢層脫落或變薄,保持傳熱表面清潔,從而降低污垢熱阻;
2)超聲波空化產生的微射流不斷沖刷傳熱表面,增加傳熱界面流體的湍流程度,降低傳熱邊界層的厚度,從而增加傳熱系數;
3)當熱交換器表面溫度高于周圍液體的沸點時,熱交換器表面發(fā)生蒸發(fā),蒸發(fā)膜的傳熱阻力也很大。超聲波的微射流可以加速氣泡的破裂;
4)超聲波具有脫氣作用,減少了換熱器表面和液體主體中的氣泡量,從而加速了液體主體的表面?zhèn)鳠崧屎蛡鳠崧省?/p>